APROVEITAMENTO DO SORO DE LEITE: DIAGNÓSTICO EM …

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Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em

Ciência e Tecnologia de Alimentos

Moníca Batista da Trindade

APROVEITAMENTO DO SORO DE LEITE:

DIAGNÓSTICO EM LATICÍNIOS DO BRASIL

Rio de Janeiro

2018

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Dissertação apresentada ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro - Campus Rio de Janeiro, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Ciência e Tecnologia de Alimentos.

Orientador: Prof. Dr. Adriano Gomes da Cruz

Coorientador: Prof. Dr. Rafael Barreto Almada

Rio de Janeiro 2018

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Dissertação apresentada ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro - Campus Rio de Janeiro, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Ciência e Tecnologia de Alimentos.

Data da aprovação: 19 de dezembro de 2018.

___________________________________________________________________

Prof. Dr. Adriano Gomes da Cruz (Orientador) Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro - IFRJ

___________________________________________________________________

Prof. Dr. Rafael Barreto Almada (Coorientador) Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro - IFRJ

___________________________________________________________________

Prof. Dr. Erick Almeida Esmerino Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro - UFRRJ

___________________________________________________________________

Profa. Dra. Lilian Bechara Elabras Veiga Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro - IFRJ

___________________________________________________________________

Profa. Dra. Simone Lorena Quiterio de Souza Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro - IFRJ

Rio de Janeiro 2018

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AGRADECIMENTOS

Agradeço ao Prof. Dr. Adriano Gomes da Cruz pela oportunidade, pela

orientação, pelo incentivo, pela participação em todas as etapas deste trabalho, pela

confiança, pela amizade. Muito obrigada!

Agradeço ao Prof. Dr. Rafael Barreto Almada pelo desprendimento, pela

dedicação, pelas cobranças de prazos. Obrigada!

Ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia pela oportunidade de

realização do Curso.

Aos Professores que participaram da banca e contribuíram com o muito que

sabem neste trabalho. Minha eterna gratidão.

Ao meu amigo Roberto Pessanha da Silva Pires pelo companheirismo, pela

ajuda, pelas noites de estudo e trabalho, pela solidariedade. Você faz parte deste

trabalho. Aos Professores e Técnicos Administrativos do Programa de Mestrado

Profissional em Ciência e Tecnologia de Alimentos do IFRJ pelos conhecimentos

compartilhados, pela paciência, pelo compromisso e pela competência com que

fazem seu trabalho.

Ao Professor Gerson Witte pelas ilustrações e orientações. Os seus desenhos

muito contribuíram para eu me fazer entender. Obrigada por expressar em imagens

o que eu não consigo com palavras.

Aos Professores e Técnicos Administrativos que estiveram comigo quando eu

fui aluna da ETFQ, os que estão comigo nesta etapa, pelos ensinamentos, pela

dedicação ao trabalho. Aos colegas do mestrado pelas discussões no decorrer das

disciplinas, pelo compartilhamento de saberes, pelas valiosas horas de convívio e

boas recordações dos momentos de descontração e alegria.

Enfim, a todos que estiveram presentes direta ou indiretamente nesta fase da

minha vida e que contribuíram para a realização deste trabalho.

Muito obrigada a TODAS e TODOS!

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TRINDADE, M. B. APROVEITAMENTO DO SORO DE LEITE: DIAGNÓSTICO EM LATICÍNIOS DO BRASIL. 52 f. Dissertação. Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Ciência e Tecnologia de Alimentos, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro (IFRJ), Campus Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, 2018.

RESUMO

Este trabalho teve por objetivo realizar um diagnóstico do aproveitamento do

soro de leite por laticínios do Brasil, que tem grande porencial para

reaproveitamento, mas que, na maiotria das vezes, é descartada nos cursos de

águas naturais. Foram avaliados 100 laticínios, sendo que a maioria (80%) estava

sob supervisão do Sistema de Inspeção Federal e localizada nas regiões sudeste e

sul (55% e 25%, respectivamente) do país. Grande parte dos laticínios (67%) gerava

e/ou utilizava soro de leite doce e aproveitava totalmente o soro de leite produzido

(60%), indicando que os laticínios já estão adaptados para captação e

processamento desse subproduto. Os produtos em que o soro de leite é mais

aproveitado são: bebida láctea (60%), ricota (20%), soro concentrado (15%) e

mistura láctea (soro de leite e leite em pó, 5%), sendo revendidos para

supermercados (53%) ou outras indústrias (20%). No entanto, 27% dos laticínios

ainda não aproveitam o soro de leite para fabricação de outros produtos

alimentícios, descartando-o no sistema de tratamento de efluentes ou doando para

alimentação animal, sugerindo que ainda há mercado para o aproveitamento desse

subproduto no país.

Palavras-chave: soro de leite, laticínios, reaproveitamento, poluição ambiental.

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TRINDADE, M. B. UTILIZATION OF WHEY: DIAGNOSIS IN DAIRY PLANTS FROM BRAZIL. 52 f. Dissertação. Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Ciência e Tecnologia de Alimentos, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro (IFRJ), Campus Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, 2018.

ABSTRACT

The objective of this study was to carry out a diagnosis of the use of cheese whey by

the Brazilian dairy industries. 100 dairy industries were assessed, most of which

(80%) under the supervision of the Federal Inspection System being located in

Southeast (55%) and South (25%) area. Most of the dairy processors (60%)

produced sweet cheese whey, being observed its total exploitation suggesting that

they are capable of processing this by-product. The whey-containing products

include whey dairy beverages (60%), Ricotta (20%), whey concentrate (15%), and

milk blends (whey and milk powder, 5%), which are resold for supermarkets (53%) or

other industries (20%). However, 27% of the dairy industries have not used whey to

manufacture other food products, discarding it in the effluent treatment system or as

animal feed, suggesting that there is a market for the use of this by-product in the

Brazil.

Keywords: dairy industry, cheese whey, exploitation.

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LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 – Composição de fotos da visita realizada ao IFRJ - Campus Pinheiral em 2018. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

Figura 2 – Vista panorâmica do IFRJ - Campus Pinheiral e do Rio Paraíba do Sul.

12

Figura 3 – Pirâmide dos Alimentos como se encontra definida pelo Departamento de Nutrição da Harvard School of Public Health (2016) sendo que os laticínios ocupam o segundo patamar. Na base da pirâmide, para além das recomendações na dieta, encontra-se demarcada a prática de exercício físico diária. . . . . . 16

Figura 4 – Diagrama de fabrico de queijos. Encontra-se destacado a obtenção de soro de leite, na etapa de dessoramento, que ocorre após a coagulação das proteínas do leite. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

Figura 5 – Obtenção do soro de leite ácido e doce. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Figura 6 – Distribuição das proteínas do leite bovino: caseína e proteínas do soro de leite, com as respectivas frações. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Figura 7 – Destinação mundial de soro de leite. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Figura 8 – Produção mundial leite de vaca para o período de 2012 a 2017 (em milhares de toneladas). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Figura 9 – Produção brasileira de derivados de leite para o período de 2010 a 2025 (em milhares de toneladas). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Figura 10 – Projeção mundial de produção de queijo para o período de 2016 a 2025 (em milhares de toneladas) . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 27

Figura 11 – Participação por produto no comércio de lácteos do Brasil, ano base 2016. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Figura 12 – Etapas da produção de queijo, tendo o soro de leite e o sorelho como subprodutos, com descarte de águas de lavagem, águas residuárias e águas de descarga. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Figura 13 – Algumas propostas para recuperação de soro de leite. . . . . . . . . . 33

Figura 14 – Soluções tecnológicas para descarte de soro de leite e seus resíduos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Figura 15 – Destinação do soro de leite nos laticínios entrevistados. . . . . . . . 44

Figura 16 – Distribuição dos produtos derivados do soro de leite. . . . . . . . . . . 45

Figura 17 – Produtores da Indústria de Leite.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Figura 18 – Uso de soro de leite em produtos lácteos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Composição percentual dos tipos de soro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Tabela 2 – Alternativas para aproveitamento do soro de leite. . . . . . . . . . . . . 34

Tabela 3 – Propostas para utilização de soro de leite em pó. . . . . . . . . . . . . . 35

Tabela 4 – Métodos para produção de soro de leite em pó. . . . . . . . . . . . . . . 36

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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABIQ Associação Brasileira das Indústrias de Queijo

ANVISA Agência Nacional de Vigilância Sanitária

CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente

COPAM Conselho de Política Ambiental

DBO Demanda Bioquímica de Oxigênio

MAPA Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento

SIE Sistema de Inspeção Estadual SIF Sistema de Inspeção Federal

SIM Serviço de Inspeção do Município

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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO........................................................................................... 11

2. REFERENCIAL TEÓRICO ........................................................................... 15

2.1 LEITE.......................................................................................................... 15

2.2 PRODUÇÃO DE QUEIJO E O SORO DE LEITE COMO SUBPRODUTO 17

2.3 SORO DE LEITE COMO PROBLEMA AMBIENTAL.................................... 26

2.4 LEGISLAÇÃO PERTINENTE........................................................................ 29

2.5 PROPOSTAS PARA APROVEITAMENTO DO SORO DE LEITE .............. 32

2.6 PROPOSTAS DE TRATAMENTOS PARA O EFLUENTE DO SORO DE LEITE .......................................................................................................... 36

3 OBJETIVOS.................................................................................................. 39

3.1 OBJETIVO GERAL....................................................................................... 39

3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................ 39

4. MATERIAIS E MÉTODOS............................................................................ 40

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................... 42

6. CONCLUSÃO .............................................................................................. 48

7. PERSPECTIVAS FUTURAS ........................................................................ 50

REFERÊNCIAS ............................................................................................ 51

APÊNDICE.................................................................................................. 56

ANEXO ....................................................................................................... 57

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1 INTRODUÇÃO

Ao ingressar no Programa de Mestrado Profissional em Ciência e Tecnologia

de Alimentos do IFRJ, iniciei a busca de um tema que atendesse às normas da

Instituição, quando determina que a pesquisa apresentada deve agregar valor as

atividades na instituição de vínculo trabalhista.

Figura 1 – Composição de fotos da visita realizada ao IFRJ - Campus Pinheiral em

2018.

Fontes: A autora e IFRJ - Campus Pinheiral (2018)

Ao participar de um evento no IFRJ - Campus Pinheiral, tive a oportunidade

de visitar a Planta de Leite do Curso Técnico em Agropecuária (Figura 1). Eles

estavam confeccionando queijo minas pela impossibilidade de escoar o leite

produzido no Campus devido à paralisação dos caminhoneiros. Embora o Campus

Pinheiral possua Registro Provisório do Serviço de Inspeção do Município (SIM)

para a planta da área de processamento de leite do laboratório de Agroindústria que

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possibilita a comercialização dos produtos, não há nenhum tratamento para o

efluente deste processo produtivo: o soro de leite.

O IFRJ - Campus Pinheiral possui uma estação de tratamento de efluentes

líquidos que não se apresenta em perfeito funcionamento, pois já tem cerca de vinte

anos que o sistema não passa por manutenção. Como não há rede pública de coleta

de esgoto nas proximidades da área do Campus, os resíduos são depositados em

corpos d’água, o que não é permitido pela legislação ambiental vigente. O corpo

d’água mais próximo é o Rio Paraíba do Sul (Figura 2), que abastece a Estação de

Tratamento do Sistema Guandu que, por sua vez, nutre a região metropolitana do

estado do Rio de Janeiro.

Figura 2 – Vista panorâmica do IFRJ - Campus Pinheiral e do Rio Paraíba do Sul.

Fonte: Google Maps (2018).

O leite é um alimento consumido em todas as fases da vida humana, o que

lhe atribui o título de alimento mais consumido pela humanidade. Além do leite in

natura, vários derivados de leite são de amplo consumo pela população, sendo o

queijo o principal representante.

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Para o fabrico de queijos, para cada quilo de produto produzido são gerados

cerca de nove litros de soro de leite como efluente do processo. O descarte do soro

de leite no ambiente é um problema ambiental devido ao grande volume e por

apresentar um valor de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) muito elevado. Na

bibliografia encontram-se inúmeras propostas para reaproveitamento do soro de leite

em outras formulações e usos, assim como tratamentos deste efluente para

descarte na natureza. Como o soro de leite ainda possui parte dos nutrientes do

leite, o objetivo deste trabalho é avaliar a sustentabilidade ambiental e econômica do

reaproveitamento deste efluente pelas indústrias leiteiras brasileiras, assim como a

verificação do tratamento realizado para descarte deste sub-produto.

O valor econômico do soro de leite estimulou o seu reaproveitamento e o

elevou de sub-produto à classificação de coproduto nas queijarias, pois tornou-se

uma fonte de lucro para a indústria porque pode ser utilizado como matéria-prima na

indústria de bebidas lácteas, alimentação animal, etc. Outro fator que também traz

ganhos econômicos é a diminuição do efluente a ser tratado, que é de difícil

tratamento, que, por isto, requer soluções de grande investimento financeiro e que,

muitas vezes, se mostram pouco ineficazes.

Esta dissertação tem também por objetivo o estudo da composição do soro de

leite, identificar as suas potencialidades nutricionais, realizar pesquisa sobre o

tratamento deste efluente e o descarte pelas indústrias queijeiras nacionais. Para o

desenvolvimento, este texto foi organizado em capítulos.

Neste primeiro capítulo, discorreu-se sobre a motivação para a eleição do

tema e possibilidades de estudos e ações futuras.

No segundo capítulo, foi desenvolvido o referencial teórico, onde foi realizado

o estudo de publicações sobre o tema, apresentação de propostas de técnicas e

tecnologias para reaproveitamento e tratamento do efluente de elevado potencial

poluidor.

No terceiro capítulo, discorreu-se sobre a metodologia adotada, análise

exploratória, através de questionário enviado às queijarias.

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No quarto capítulo, que trata dos resultados e discussão, foram apresentadas

e analisadas as respostas aos questionários enviados.

No quinto capítulo, foi apresentada a conclusão da pesquisa.

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2. REFERENCIAL TEÓRICO

2.1 Leite

Existe uma lenda que diz que o queijo teria sido descoberto por Aristeu, filho

do rei Apolo, da Arcádia. Historicamente estima-se que a produção de queijo iniciou

há cerca de oito mil anos, na região onde hoje é o Iraque, sendo considerado o

alimento processado mais antigo que se tem notícia (SILVA et al., 2015).

Leite é o alimento que as fêmeas dos mamíferos secretam para alimentação

de suas crias. É o primeiro alimento da maioria dos mamíferos, inclusive os

humanos. Após a fase de amamentação humana, normalmente o leite materno é

substituído pelo leite animal, sendo o leite de vaca o mais consumido. O leite é um

alimento muito nutritivo que é utilizado por crianças, adultos, idosos, enfermos, ou

seja, durante toda a vida da pessoa. Apresenta sabor agradável ao paladar e pode

ser utilizado em diversas misturas e para o preparo de diversos alimentos. É o

alimento mais consumido no mundo (MIRANDA, 2018).

O leite é importante na alimentação porque contém proteínas, cálcio e

vitamina D12, entre outros nutrientes. Dificilmente se consegue a substituição do

leite na dieta, pois é um alimento rico em termos nutricionais. Segundo a Pirâmide

dos Alimentos, definida pelo Departamento de Nutrição de Harvard em 2016, o leite

ocupa o segundo patamar em qualidade e necessidade nutricional (MIRANDA,

2018), como ilustrado na Figura 03.

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Figura 03: Pirâmide dos Alimentos como se encontra definida pelo Departamento de Nutrição da Harvard School of Public Health (2016) sendo que os laticínios ocupam o segundo patamar. Na base da pirâmide, para além das recomendações na dieta, encontra-se demarcada a prática de exercício físico diária.

Fonte: Miranda, 2018.

Em 1996 o Ministério da Agricultura, do Abastecimento e da Reforma Agrária,

na Portaria n° 146, de 7 de março de 1996, que dispõe sobre Regulamentos

Técnicos de Identidade e Qualidade dos Produtos Lácteos definiu queijo:

"Produto fresco ou maturado obtido por separação parcial do soro de leite reconstituído (integral, parcial ou totalmente desnatado) ou soros lácteos coagulados pela ação física do coalho, de enzimas e bactérias específicas, de ácidos orgânicos, isolados ou combinados, todos de qualidade apta para uso alimentar, com ou sem agregação de substâncias alimentícias ou especiarias e/ou condimentos, aditivos especificamente indicados, substâncias aromatizantes e corantes."

Fonte: Brasil, 1996.

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O Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento (MAPA) definiu leite:

"leite é definido como o produto oriundo da ordenha completa e ininterrupta, em condições de higiene, de vacas sadias, bem alimentadas e descansadas".


O leite é composto principalmente por água (87% p/v) (MIRANDA,

2018), gorduras, proteínas, carboidratos e minerais. O principal componente do leite,

a água, é capaz de carrear açúcares, minerais e vitaminas hidrossolúveis para a

solução esbranquiçada opaca, que tem este aspecto devido à presença da proteína

caseína.

2.2 Produção de Queijo e o Soro de Leite como Subproduto

O leite pode ser consumido in natura ou após processamento. Uma das

possibilidades de utilização do leite é na produção de queijo, obtido segundo o

diagrama simplificado da Figura 04 (MIRANDA, 2018). Queijo é um produto obtido

pela coagulação do leite, seguida de uma desidratação da coalhada, podendo ser

fresco ou maturado. No Regulamento Técnico de Identidade e Qualidade de Queijos

– Portaria nº 146/96 do MAPA, de 07 de março de 1996, temos a definição de queijo:

“Entende-se por queijo o produto fresco ou maturado, que se obtém por separação parcial do soro do leite ou leite reconstituído (integral, parcial ou totalmente desnatado), ou de soro lácteos, coagulados pela ação física do coalho, de enzimas específicas, de bactérias específicas, de ácidos orgânicos isolados ou combinados, todos de qualidade apta para uso alimentar, com ou sem agregação de substâncias alimentícias e ou especiarias e ou condimentos, aditivos especificamente indicados, substâncias aromatizantes e matérias corantes”.


A Portaria nº 53 de 10 de abril de 2013 do MAPA, cria o Regulamento Técnico

de Identidade e Qualidade de Soro de Leite define soro de leite como a fase aquosa,

de aspecto opaco, apresentando coloração verde amarelada. Trata-se de um

produto cuja composição química é bem variada, dependendo do tipo de queijo

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produzido, do tipo de leite animal utilizado (bovino, caprino ou ovino), período do

ano, variedade na nutrição ofertada para os animais, estágio de lactação e do

processo industrial para a obtenção do queijo ou de caseína (POPPIA, 2010). O soro

de leite representa de 80 a 90% do leite utilizado na produção de queijos e nesta

porção ficam agregados cerca de 55% dos nutrientes do leite. Em média, a

produção de um quilo de queijo produz nove litros de soro de leite (CORTEZ, 2013).

O soro de leite pode ser utilizado como ingrediente em alimentos e em

formulações lácteas devido à utilização de uma matéria prima de baixo custo e alto

valor nutritivo, pois possui teor alto de proteínas (SAUDADES et al., 2015), (SILVA,

2015) e (CRUZ et al., 2017). As proteínas do soro do leite tem ampla aplicação nas

indústrias farmacêutica e de alimentos atuando como espumante, emulsificante,

gelificante, modifica a viscosidade e a solubilidade dos produtos nos quais é

acrescentado (CORTEZ, 2015).

Uma das utilizações é a produção de bebida lácta. O MAPA divulgou a

Instrução Normativa No 16 em 2015 para normatizar o uso de soro de leite em

bebidas lácteas. Neste documento, determina que na rotulagem de bebida láctea de

coloração branca que contenha soro de leite tenha inscrito, obrigatoriamente:

"bebida láctea não é leite" ou "este produto não é leite", "contém ...% de soro de

leite". Para as bebidas lácteas que apresentem coloração, a mesma normativa exige

que a rotulagem contenha: "contém soro de leite" e "bebida láctea não é iogurte" ou

"este produto não é iogurte".

Uma das possibilidades de utilização do leite é a produção de queijo que, em

suma, é a obtenção de extrato seco do leite através de coagulação com a utilização

da caseína. Durante este processo, os nutrientes migram para a massa que irá

compor o queijo ou permanecem na fase aquosa, que consiste no soro. Esta

distribuição é denominada cifra de transição e é o que define os nutrientes que

compõem o soro do leite (PERRONE et al, 2011).

O processo de fabricação de queijos, de uma forma muito simplificada, é a

separação das caseínas e da gordura do leite. Na coagulação da caseína há o

encarceramento das gorduras e dos sais, sobrando o soro do leite com água, sais e

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lactose. Através da Figura 04 identificamos o soro de leite como principal subproduto

das queijarias (ORDONEZ, 2005).

Figura 04: Diagrama de fabrico de queijos. Encontra-se destacado a obtenção de soro de leite, na etapa de dessoramento, que ocorre após a coagulação das proteínas do leite.

Fonte: Adaptado de Miranda, 2018.

A composição média do soro de leite é cerca de: 93% de água, 5% de

lactose, 0,7 a 0,9% de proteínas, 0,3 a 0,5% de gordura, 0,2 de ácido lático e

quantidades diminutas de vitaminas, como ilustrado na Figura 6 (OLIVEIRA et. al.,

2012). A presença de aminoácidos essenciais é que oferecem o valor nutricional do

soro de leite, em especial as oriundas de: β-lactoferrina, β-lactoglobulina, α-

lactoalbumina, glicomacropeptideos, imunoglobulinas (CORTEZ, 2013).

A composição nutricional do soro do leite depende do tipo de queijo produzido

e da tecnologia de processamento empregada. Assim sendo, o soro pode ser

classificado como soro doce ou soro ácido.

O soro doce é obtido através da coagulação enzimática do leite, pela

quimosina, para a produção de queijos do tipo cheddar, mussarela, prato, minas

frescal, meiacura e emmental. Apresenta faixa de pH de 5,3 a 6,6 (ALVES, 2014). O

soro ácido é originado quando a coagulação do leite é realizada com a utilização de

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ácidos, usada na produção de queijos cottage, ricota, requeijão e de caseína. São

obtidos na faixa de pH entre 4,4 a 5,3 (CORTEZ, 2013). Na Figura 05 é apresentado

um esquema simplificado da obtenção de soro de leite ácido e doce.

Figura 05: Obtenção do soro de leite ácido e doce

Fonte: Adaptado de Oliveira et al., 2012.

A concentração de lactose é maior no soro doce do que no soro ácido. Isto se

dá devido ao processo fermentativo do soro ácido, onde a lactose é oxidada a ácido

lático na formação do coalho. A concentração de cálcio e fósforo é mais elevada no

soro ácido porque o complexo formado pelos dois elementos químicos fica

solubilizado nas miscelas de caseína quando o pH é ácido. O teor de cinzas também

é mais elevado no soro ácido. Estes fatores limitam o seu aproveitamento na

indústia alimentícia, pois oferece sabor ácido e alto teor de sais ao alimento. No

Brasil a produção de soro de leite é prioritariamente soro doce (OLIVEIRA, 2017).

As composições médias do soro doce e do soro ácido são representadas na

Tabela 1 (ORDÓNEZ, 2005).

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Tabela 1: Composição percentual (%) dos tipos de soro.

Componente Líquido Sólido

Doce Ácido Doce Ácido

Proteína 0,8 0,7 12 12

Lactose 4,9 4,4 73,3 68,7

Minerais 0,5 0,8 7,9 11,5

Gordura 0,2 0,04 1,3 0,8

Água 93 93,5 4,6 3,9

Ácido lático 0,2 0,5 1,7 4,6

Fonte: Ordónez et. al (2005).

Os dois tipos de soros possuem aplicações tecnológicas. O soro doce é

utilizado em vários produtos de panificação, sorvetes, salgadinhos e sobremesas

lácteas, entre outros. O soro ácido tem utilização para realçar sabor de molhos

cremosos para saladas, retenção de água, fonte de cálcio e ainda como

emulsificante (OLIVEIRA et. al., 2012).

A produção de queijos no Brasil utiliza prioritariamente a coagulação

enzimática do leite produzindo, portanto, soro doce. Quanto às proteínas presentes

no leite, no processo, elas se dividem em 80% de caseínas e 20% de proteínas do

soro. As proteínas da caseína encontram-se formando micelas esféricas, ficando

insolúveis no ponto isoelétrico. As proteínas do soro encontram-se solúveis na maior

parte da faixa de pH, estando no formato globular que apresenta pontes de

dissulfeto, o que lhes proporciona estrutura estável (AIMUTIS, 2004).

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Figura 06: Distribuição das proteínas do leite bovino: caseína, proteínas do soro de

leite, com as respectivas frações.

Fonte: Oliveira et. al., 2012.

Portanto, compreende-se que o soro de leite possui uma parcela considerável

das proteínas do leite e ainda contém lactose, vitaminas solúveis e sais minerais

entre outros nutrientes (ALVES et al., 2014). Esta porção de nutrientes no soro do

leite tem grande interesse em ser aproveitada porque é composta por proteínas

biodisponíveis e com boa digestibilidade, com propriedades que superam as de

proteínas de origem vegetal e até das de outras origens animais (SMITHERS, 2015).

As proteínas do soro de leite melhoram o anabolismo, o que oferece aumento

da massa muscular (HARAGUCHI et al., 2006). Uma importante utilização do soro

são os concentrados proteicos de soro de leite em pó que podem incrementar

alimentos e bebidas (JERVIS et al., 2012). Eles são muito utilizados porque

melhoram as características funcionais dos produtos alimentícios e são amplamente

utilizados em nutrição esportiva, na formulação de alimentos infantis e na indústria

farmacêutica (NISHANTHI et al., 2017). As proteínas do soro de leite exercem

benefícios para o sistema cardiovascular devido à ação redutora da cisteína, que

estimula a síntese de glutationa; apresentam atividades anticoagulantes; ainda

atuam como sequestrantes de radicais livres. Há relatos de estudos recentes que

afirmam que a utilização de concentrados de soro de leite bovino, inibiram alguns

tipos de carcinomas em animais e em culturas de células cancerosas. Foram

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encontrados relatos de atividade inibitória em culturas gram-negativas, gram-

positivas, fungos, protozoários e leveduras. A atuação sobre os protozoários foi

devido a capacidade de quelação do ferro do ambiente (PELEGRINE, 2008). Dentre

as proteínas bioativas destacam-se a lactoferrina, lactoperoxidase e imunoglobulinas

(SMITHERS, 2015).

Nas proteínas que compõem o soro do leite, 80% são representadas por α-

lactalbumina e a β-lactoglobulina. Estas proteínas possuem todos os aminoácidos

essenciais, o que lhes confere qualidade nutricional elevada (ORDÓÑEZ, 2005).

Estes aminoácidos encontram-se em quantidades que atendem às recomendações

para consumo diário. A exceção se dá para a concentração de aminoácidos

aromáticos, a saber, tirosina e fenilalanina. Vale destacar que autores afirmam que

os aminoácidos oriundos das proteínas do soro de leite são de fonte melhor que as

do ovo, carne ou soja (SMITHERS, 2015).

No mercado internacional o soro de leite é comercializado de três formas: (i)

concentrado de proteína de soro; (ii) isolado de proteína de soro; e (iii) proteína

hidrolisada de soro de leite (MORDOR INTELLIGENCE, 2017).

Figura 7 – Destinação mundial de soro de leite.

Fonte: Adaptado de Miranda (2018)

de 59

A destinação do soro de leite no mundo está representada na Figura 07. Na

figura vemos que a produção mundial de soro de leite é cerca de 145 milhões de

toneladas anualmente. 58,6% deste total tem utilização industrial, 41,1% possui

outras destinações, como produção de ração animal, produção de fertilizantes e,

ainda, é desperdiçado e depositado na natureza. Da fração que tem utilização

industrial, os principais produtos derivados são o soro de leite em pó, lactose,

proteínas funcionais, dentre outros.

A expectativa é que o consumo mundial de queijo aumente nos próximos

anos, acompanhando o crescimento da população mundial. Esta previsão está

apresentada nas Figuras 09 e 10, onde verificamos que a produção mundial de leite

bovino aumentou, em média, 2,1% de 2012 a 2017 (IBGE e MAPA/EMBRAPA, FAO,

2017).

A produção mundial total de soro de leite foi estimada em cerca de 180 a 190

milhões de toneladas/ano em 2015. Deste total, aproximadamnte 70% é produzido

nos Estados Unidos da América e na União Européia. A taxa de aumento de

produção de leite no mundo é em torno de 2%, sendo acompanhada pela taxa de

produção de soro de leite (YADAV, 2015).

Figura 08: Produção mundial leite de vaca para o período de 2012 a 2017 (em

milhares de toneladas).

Fonte: IBGE e MAPA/EMBRAPA, FAO, 2017.

de 59

O soro do leite é um subproduto da indústria de produção de queijos

com alto teor protéico. Estas proteínas são comumente conhecidas como whey

protein. Este valor nutricional elevado se dá pelo alto teor se aminoácidos

essenciais, com destaque os de cadeia ramificada. Apresenta ainda teor de cálcio e

de peptídios bioativos elevados. A Agência Nacional de Vigilância Sanitária -

ANVISA é o órgão público responsável por normatizar o uso do soro de leite como

suplemento alimentar. O whey protein é usado para aumentar os teores proteicos

em alimentos, principalmente, na indústria de bebidas lácteas, queijos, iogurtes,

alimentação infantil e bebidas para praticantes de exercícios físicos.

O consumo de queijos nacionais e derivados encontra-se em alta segundo

dados da Inspeção Federal e, portanto, a produção de soro de leite (VALADÃO,

2015). Ainda assim o Brasil encontra-se na lista de maiores importadores de soro

de leite em pó devido ao seu baixo reaproveitamento (ALVES, 2014). Esta

dicotomia ocorre porque para um reaproveitamento eficiente do soro de leite se faz

necessário investimento em inovações tecnológicas e melhorias de processo com

alternativas de processamento e desenvolvimento de produtos novos, inclusive em

pequenas queijarias, o que é de custo elevado para os pequenos produtores da

cadeia leiteira.

Estas ações não são realidade para os produtores rurais brasileiros porque,

em maioria, são pequenos laticínios que não apresentam tecnologias e infraestrutura

adequadas para propiciar o processamento, armazenamento, transporte e

comercialização deste subproduto. Alguns países, como a Austrália, já atingiram

eficiência no aproveitamento de soro de leite na indústria alimentícia, chegando

perto de ter um aproveitamento sem desperdício deste insumo, o que acarreta

benefícios para o meio ambiente.

A Figura 09 nos traz a expectativa de produção brasileira de derivados

de leite para o período de 2010 a 2025, em milhares de toneladas, confirmando a

tendência de aumento na produção nacional de leite integral e queijos (IBGE e

MAPA/EMBRAPA, FAO, 2017). No Brasil, cerca de 46 % do leite inspecionado e

processado são endereçados para as queijarias (ZOCAL, 2016).

de 59

Figura 09: Produção brasileira de derivados de leite para o período de 2010 a 2025

(em milhares de toneladas).

Fonte: IBGE e MAPA/EMBRAPA, FAO, 2017.

2.3 Soro de Leite como Problema Ambiental

A qualidade nutricional do soro de leite necessita ser aproveitada como um

subsídio para reduzir a fome no mundo, incrementar o valor nutritivo dos alimentos

e, em conseqüência, diminuir o passivo ambiental associada ao destino inadequado

deste subproduto (TOSTES, 2012). A projeção de produção mundial de queijo para

o período de 2016 a 2025 deve aumentar, conforme ilustrado na Figura 10

(OECD/FAO, 2016).

O soro de leite representa um grave problema para o meio ambiente devido

ao seu alto teor de DBO, que pode ultrapassar a 35.000 mg O2 L-1 (SMITHERS,

2015), (BALDISSERA et al., 2011), (PESCUMA et al., 2010) e (BIEGER E RINALDI,

2009), podendo chegar a valores em torno de 50.000 mg O2 L-1 (GONÇALVES,

2017). Este efluente não pode ser descartado juntamente com outros in natura dos

cursos d´água. Esta prática é comum em pequenas queijarias. A DBO elevada deve-

se, principalmente, às proteínas do leite e aos carboidratos.

de 59

Figura 10: Projeção mundial de produção de queijo para o período de 2016 a 2025

(em milhares de toneladas). Adaptado de OECD/FAO, (2016).


Somente cerca da metade da produção de soro de leite produzido no Brasil é

aproveitada. Metade é descartada, sendo que grande parte deste efluente é

destinado às águas receptoras e ao solo sem qualquer tratamento prévio. Algumas

vezes o único tratamento que se tem é a diluição, ou ainda o armazenamento em

tanques ou lagoas de estabilização, o que não atende às exigências legais

(PRAZERES, 2012). Vale salientar que o soro de leite é considerado muito mais

poluente que o esgoto doméstico, chegando à taxa de cem vezes mais. Devido à

elevada carga orgânica deste coproduto, além de poluição, também pode ocasionar

eutrofização e odores desagradáveis (OLIVEIRA, 2017) e (COSTA et al., 2014).

Na produção nacional de queijos e outros produtos lácteos, o aproveitamento

do soro de leite ainda é muito pequeno. Este tema é de interesse porque o soro é

produzido em grande quantidade, apresenta disponibilidade de nutrientes e é um

potente poluente ambiental. Portanto, se faz imperativo a busca de alternativas para

o aproveitamento do soro de leite e a conseqüente diminuição do seu poder

poluente (OLIVEIRA et al., 2012).

de 59

Figura 11: Participação por produto no comércio de lácteos do Brasil, ano base

2016.

Fonte: Alvim, 2017.

A Associação Brasileira das Indústrias de Queijo (ABIQ) nos informa que no

Brasil tem-se a produção de queijo em queijarias industriais e artesanais, sendo que

estas últimas preservam características culturais e tradicionais no fabrico. As

queijarias artesanais têm grande participação no mercado produtor (SILVA et al.,

2015). Esta contribuição elevada das queijarias artesanais dificulta a busca de

soluções, pois estas empresas, na sua grande maioria, não possuem orçamento

para investir em tecnologia para reaproveitamento e tratamento para descarte dos

efluentes.

O consumo mundial de leite e derivados tem aumentado, o que potencializa

esta fonte de poluente. A Associação Brasileira das Indústrias de Queijo (ABIQ,

2012) publicou que em 2011 foram produzidas mais de 800.000 toneladas de queijo

no território nacional, que gerou cerca de 7.200.000 toneladas de soro de leite

(LENCASTRE, 2012). Atualizando, até o ano de 2016, encontra-se no MAPA de

2016 dados que foram compilados por Alvim (2017), que são apresentados na

Figura 11. No trabalho, Alvim cita que neste século, o consumo anual per capita

(Kg/pessoa/ano) de lácteos pela população brasileira aumentou 36,7%, passando de

122 Kg/pessoa/ano no ano de 2000 para 172 Kg/pessoa/ano em 2016. Apesar deste

incremento ainda não atingimos o valor recomendado, que é de 200 Kg/pessoa/ano.

Observa-se um máximo no ano de 2013, quando o consumo per capita de lácteos foi

de 175 Kg/pessoa/ano, em um período de economia nacional mais estável. Em

relação á participação do Brasil no comércio de lácteos, no ano de 2016, apresentou

saldo negativo na relação importação/exportação. O soro de leito participa deste

de 59

saldo negativo com 4% do total de US$ 315,4 milhões de dólares (PITHAN e SILVA,

2017).

Figura 12: Etapas da produção de queijo, tendo o soro de leite e o sorelho como

subprodutos, com descarte de águas de lavagem, águas residuárias e águas

de descarga.


Mesmo com o aproveitamento de soro de leite para a fabricação de

requeijão, ainda resta o sorelho, que requer de tratamentos adicionais (Figura 12). O

tratamento do soro de leite para descarte na natureza tem que atender ao

determinado no Decreto-Lei n.º 152/2017 de 7 de dezembro e o Decreto-Lei n.º

348/2007 de 19 de outubro para parâmetros de emissões de águas residuais mistas

(COSTA, 2011), além da observação das Resoluções CONAMA N° 357, de 17 de

março de 2005 e CONAMA No 430, de 13 de maio de 2011.

2.4 Legislação Pertinente

A Constituição Federal de 1988, no artigo 225 nos garante:

de 59

“Todos têm o direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida, impondo-se ao poder público e à coletividade o dever de defendê-lo e preservar para as presentes e futuras gerações”.


Meio ambiente é definido na Lei Federal n° 6.938, de 31 de agosto de 1981,

no seu artigo 3°, inciso I: "o conjunto de condições, leis, influências e interações de

ordem física, química e biológica, que permite, abriga e rege a vida em todas as

suas formas" (BRASIL, 1981).

Impacto ambiental é definido na Resolução CONAMA nº 001/86:

“considera-se impacto ambiental qualquer alteração das propriedades físicas, químicas e biológicas do meio ambiente, causada por qualquer forma de matéria ou energia resultante das atividades humanas que, direta ou indiretamente, afetam a saúde, a segurança e o bem-estar da população, as atividades sociais e econômicas, a biota, as condições estéticas e sanitárias do meio ambiente e a qualidade dos recursos ambientais”.


Desta forma, não basta tratar o efluente. Para o descarte do efluente após o

tratamento é necessário que este efluente atenda aos padrões estabelecidos. Esta

obrigação legal náo é facil de ser atendida por um número elevado de laticínios

brasileiros, em especial os de pequeno ou medio porte.

Os dispositivos legais que regulam o tema:

▪ Lei n° 9.605, de 12 de fevereiro de 1998, dispõe sobre as sanções penais e

administrativas derivadas de condutas e atividades lesivas ao meio ambiente, e

dá outras providências, previstas em seu Art. 33: Provocar, pela emissão de

efluentes ou carreamento de materiais, o perecimento de espécimes da fauna

aquática existentes em rios, lagos, açudes, lagoas, baías ou águas

jurisdicionais brasileiras. Pena - detenção, de um a três anos, ou multa, ou

ambas cumulativamente (BRASIL, 1998).

▪ Resolução CONAMA nº 313/02, Dispõe sobre o Inventário Nacional de

Resíduos Sólidos Industriais (BRASIL, 2002b).

de 59

▪ Norma Brasileira (NBR) 10.004/04, que se torna possível classificar e identificar

os resíduos sólidos. Esta norma classifica: Classe IIA: combustíveis,

biodegradáveis, voláteis e solúveis em água (ABNT, 2004).

▪ Resolução CONAMA nº 357/05, que dispõe sobre a classificação dos corpos

de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento e dá outras

providências. No parágrafo 34 estão listados alguns critérios obrigatórios para o

despejo final de efluentes. Como exemplo, podemos citar critérios que devem

ser observados em todo despejo em águas naturais, como: DBO menor que 60

mgO2/L, temperatura inferior a 40 oC, pH entre 5 e 9, dentre outros (BRASIL,

2005b).

▪ Resolução CONAMA nº 430/11, que dispõe sobre as condições e padrões de

lançamento de efluentes e altera a Resolução CONAMA 357/2005 (BRASIL,

2011).

▪ Instrução Normativa nº 53, de 25 de agosto de 2013, cria o Regulamento

Técnico de Identidade e Qualidade de Soro de Leite (BRASIL, 2013).

As queijarias são grandes geradoras de resíduos sólidos, líquidos e gasosos

e a legislação ambiental determina rígidos padrões para descarte. Uma solução para

que se enquadrem nas leis é o seu reaproveitamento. O reaproveitamento já é

adotado pelas grandes indústrias do setor, porém ainda é uma proposta pouco

viável para os pequenos e médios produtores, o que acarreta disperdício ou

subutilização de um subproduto que possui valor nutricional e comercial elevados.

Um produto possível é o leite condensado, onde se reduz a quantidade de água,

porém é rico em gorduras e proteínas lácteas. Além de reduzir o resíduo e a

economia nos tratamentos para que o descarte atenda as legislações vigentes,

também é uma forma de diminuir a importação de produtos derivados do soro de

leite, o que irá favorecer a balança comercial brasileira. O principal derivado de soro

de leite importado é o soro de leite em pó, que é usado em alimentos para

enriquecimento proteico (GONÇALVES, 2017).

O material que ainda restar deve ser tratado para que o material descartado

atenda às normas ambientais.

de 59

2.5 Propostas para aproveitamento do soro de leite

Quanto aos processamentos para a transformação de soro de leite em um

produto de maior valor agregado, basicamente, são dois. O primeiro é o chamado

processamento direto, que pode ser físico ou térmico, quando é possível obter-se

soro em pó, concentrado proteico de soro de leite, lactose, entre outros. O segundo

se dá através do processamento biológico, como: digestão aeróbia, digestão

anaeróbia, fermentação a álcool, fermentação a hidrogênio, fermentação a ácido

lático, hidrólise da lactose, produção de eletricidade através de células de

combustível microbianas, precipitação térmica, precipitação isoelétrica, precipitação

de proteínas com a utilização de agentes coagulantes ou floculantes, membranas

filtrantes. A escolha do tratamento ideal não é fácil, já que se trata de uma matriz de

grande complexidade (Figura 12). O melhor tratamento para soro de leite depende

de: tipo de soro, custo, qualidade, quantidade, legislação vigente, tecnologias

disponíveis (YADAV, 2015), (PRAZERES, 2012) e (CORTEZ, 2015).

Para a viabilidade de aproveitamento do soro de leite utilizando-se os

processamentos citados, se faz imperativo a instalação de uma usina processadora.

Para a instalação desta, são requeridos: disponibilidade de valores vultosos para

investimento, local para instalação, logística (CORTEZ, 2013).

de 59

Figura 13: Algumas propostas para recuperação de soro de leite.

Fonte: Maganha (2006)

Algumas ações são utilizadas usualmente para o reaproveitamento de soro de

leite, que vão desde o descarte nas águas naturais e pulverização no solo, até o uso

em ração animal. Estas opções de reaproveitamento não resolvem por completo as

questões de poluição ambiental, custo e odor desagradável (SMITHERS, 2015). A

lactose e a caseína presentes no soro de leite são os responsáveis pelo odor forte

desagradável, quando o processo biológico não possui bom controle (PRAZERES;

CARVALHO; RIVAS, 2012).

Na Tabela 02, adaptada de (ROHLFES, 2011), são apresentadas algumas

possibilidades de utilização deste subproduto da produção de queijos, segundo a

bibliografia consultada. É destaque que o aproveitamento de soro de leite no Brasil é

de cerca de 15% do soro produzido (ROHLFES, 2011).

de 59

Tabela 02: Alternativas para aproveitamento do soro de leite.

PRODUTO FORMA DE OBTENÇÃO

Ricota Precipitação das proteínas do soro através de aquecimento e

acidificação

Bebida

Láctea

Produzidas com soro de leite, leite e outros ingredientes na

formulação

Soro

Concentrado

Remoção da umidade do soro de leite através de tratamentos

térmicos ou osmose reversa

Soro em pó Remoção da umidade do soro de leite através de tratamentos

térmicos (evaporador ou secador)

Lactose Concentração do soro de leite por evaporação, cristalização,

separação e secagem

Fonte: Adaptado de Rohlfes, 2011.

O principal produto após o processamento do soro de leite in natura é o soro

de leite em pó. Com o intuito de melhor visualização das técnicas para produção de

soro de leite em pó, estas serão apresentadas resumidamente na Tabela 03 abaixo.

Os concentrados proteicos com alto valor nutricional obtidos são utilizados em

diversos alimentos, como iogurtes, sorvetes, queijos, bebidas lácteas, produtos de

panificação, chocolates, embutidos e preparados em pó devido às propriedades:

aeração, formação de biofilmes e micropartículas, emulsificantes, solubilidade,

gelatinização, realce de cor e sabor, estabilização e dispersão em misturas secas e

formação de espuma (BORGES, 2009).

de 59

Tabela 3 – Propostas para utilização de soro de leite em pó.

REFERÊNCIA PROPOSTA PROPRIEDADES DA TÉCNICA

Huffman, 1996 Secadores tipo tambor Obtenção de pó de soro de leite.

Ordóñez, 2005

Concentração do soro de leite em pó por evaporação a temperaturas baixas.

O uso de temperaturas baixas é devido a não permitir a desnaturação das proteínas. O produto é utilizado principalmente para alimentação animal

Ordóñez, 2005 Osmose reversa a baixas temperaturas

A eliminação da água é realizada sem a mudança de fase de líquido para vapor, o que oferece economia de energia

Ordóñez, 2005 Fracionamento Separa as proteínas da lactose.

Ordóñez, 2005 Precipitação Separa as proteínas da lactose.

Ordóñez, 2005 Absorção Separa as proteínas da lactose.

Ordóñez, 2005 Filtração em gel Separa as proteínas da lactose.

Oliveira, 2010 e Ordóñez, 2005

Ultrafiltração Separa as proteínas da lactose sem precipitação.

Alves, 2014 Separação por membrana

Realiza e remoção parcialmente da água e concentra os sólidos. Esta técnica aumenta o tempo de preservação do produto, pois reduz a atividade da água e o volume do produto, o que traz economia no transporte.

Alves, 2014 Secagem por spray dryer

Quando é associada à tecnologia de separação por membrana permite a elaboração produtos com propriedades físico-químicas, bioquímicas e grau de pureza diferentes, oferecendo propriedades funcionais de acordo com a aplicação.

Com o objetivo de organizar publicações científicas que propõem soluções

ofertando utilidades para o soro de leite, estas informações estão organizadas na

Tabela 04.

de 59

Tabela 04: Propostas para utilização de soro de leite em pó.

REFERÊNCIA PROPOSTA PROPRIEDADES DA TÉCNICA

Torres, 1988 Produção de ácido lático

Utiliza processos fermentativos. Esta técnica depende de disponibilidade de microorganismo seguro para a conversão da lactose no produto desejado.

Ponsano e Castro-Gomez, 1995

Produção de biogás e biomassa

Utilização para fonte de energia.

Elliott, 2013 Digestores anaeróbios Produção de energia

Smithers, 2015

Bioetanol, biopolímeros, hidrogênio, metano, bioproteína (proteína de célula única) e probióticos

Biotransformação do soro de leite

Crubelati, 2018 Substituição do leite em pó em mistura para preparo de cappuccino

Preparo de bebida

Castellanos, 2018 Utilização do soro de leite bovino na produção de tomate

Utilização do soro de leite como fertilizante orgânico

Junqueira, 2018 Uso de soro de leite bovino na produção de tomate Santa Clara

Utilização do soro de leite como fertilizante orgânico

2.6 Propostas de tratamentos para o Soro de Leite

O soro de leite é um potente poluidor. Existe a perspectiva de ofertar à

indústria queijeira propostas de soluções tecnológicas para o aproveitamento do

soro de leite ao oferecer possibilidades para a utilização do valor nutricional deste

resíduo em produtos com valor agregado, reduzir os custos para tratamento dos

rejeitos gerados e, ainda, diminuir o impacto ambiental. As metodologias e

tecnologias para descarte de resíduos devem ser economicamente atrativas, fáceis

de operar e com eficiência atestada.

de 59

A indústria de laticínios provoca diversos impactos ambientais, a saber: (i)

geração de efluentes; (ii) geração de resíduos sólidos; (iii) consumo de água

elevado; (iv) consumo de energia elétrica elevado; (v) geração de resíduos sólidos;

(vi) emissões gasosas (SILVA, 2015).

A grande maioria das soluções tecnicas e tecnológicas para o tratamento de

efluentes e a prevenção de descarte inadequado passam por um ou mais de um,

das etapas citadas a seguir (Figura 14):

(i) Tratamento Preliminar - são processos físicos que retiram solidos grosseiros.

(ii) Tratamento Primário - são processos físico-químicos. Separam os componentes

solúveis dos não solúveis, como as gorduras.

(iii) Tratamento Secundário - são processos biológicos, que sejam aeróbios ou

anaeróbios. Podem ser processados em batelada ou contínuos. Vale a pena

destacar que os processos anaeróbios são mais econômicos, pois os gastos

com energia elétrica são menores, pois a energia é um insumo de grande

impacto econômico.

A eficiência do processo aumenta pela adoção de todas as etapas do

tratamento, a saber, preliminar, primário e secundário.

de 59

Figura 14: Soluções tecnológicas para descarte de soro de leite e seus resíduos.

de 59

3. OBJETIVOS

3.1 Objetivo Geral

Este trabalho tem como objetivo geral diagnosticar a produção e o

aproveitamento do soro de leite proveniente da fabricação de queijos, com relação

aos principais métodos de obtenção, utilização por laticínios brasileiros e estudar

soluções tecnológicas para tratamento visando o descarte do efluente gerado.

3.2 Objetivos Específicos

▪ Realizar estudo da composição do soro do leite e de suas potencialidades

nutricionais.

▪ Identificar os resíduos gerados por laticínios que podem ser contaminantes.

▪ Realizar levantamento de dados a respeito do volume e do tratamento destinado

nas quijarias locais.

▪ Identificar alternativas de aproveitamento do soro do leite.

▪ Elencar propostas para o aproveitamento deste sub-produto da indústria da

produção de queijos.

de 59

4. MATERIAIS E MÉTODOS

Iniciaou-se o estudo pela realização de pesquisa bibliográfica utilizando-se as

palavras chaves, em combinações entre si, nas bases Elsevier, Scielo, Web of

Science e Google Scholar, com preferência por publicações entre 2014 a 2018. A

consulta bibliogáfica perdurou até o término da escrita do texto.

O método de pesquisa adotado foi uma combinação de análise exploratória e

análise quantitativa e qualitativa, envolvendo o setor de garantia de qualidade e de

produção de 100 laticínios existentes em diversas regiões do país que tenham

cadastro no Sistema de Inspeção Federal (SIF) e no Sistema de Inspeção Estadual

(SIE) e Sistema de Inspeção Municipal (SIM) dos respectivos Estados. A amostra

utilizada é, nesse caso, uma amostra de conveniência, que é utilizada quando

queremos entender de forma generalizada uma situação (FELICIO et al., 2016).

Para avaliação dos laticínios participantes da pesquisa foi elaborado um questionário

(Anexo 1) com perguntas relacionadas a produção e destinação do soro de leite tais

como: capacidade de processamento da unidade, tipo de soro produzido/recebido,

se possui ou não tratamento de efluentes, volume de soro produzido, destinação do

subproduto, uso na indústria dentre outros.

A pesquisa envolveu as seguintes etapas: (i) contato prévio por telefone com

algumas unidades produtoras explicando o objetivo do trabalho sendo responsável o

setor de produção/garantia de qualidade das respectivas empresas; (ii) após

concordância em participar da pesquisa, envio do questionário por email; (iii) retorno

do questionário com as respostas. Foi acordado que os nomes dos laticínios não

seriam mencionados, garantindo anonimato.

O tratamento dos dados foi realizado utilizando métodos de estatística

descritiva, visto que, as variáveis estudadas são numéricas, representadas pelas

frequências dos casos apresentados, que consistiu na prática de organizar,

sumarizar, caracterizar e interpretar os dados numéricos coletados. Os resultados

serão apresentados por frequência absoluta e relativa ao tamanho total da amostra,

não havendo a necessidade de aplicação de testes estatísticos específicos,

de 59

configurando assim a técnica de apresentação dos dados como estatística

descritiva, que consiste na organização, sumarização e descrição de dados por meio

de gráficos e tabelas.

de 59

5. RESULTADOS

Dos laticínios avaliados oitenta estão sob supervisão do SIF (Sistema de

Inspeção Federal), dezessete sob o Sistema de Inspeção Estadual (SIE) e oito

informam não serem inspecionados pelos respectivos órgãos.

Quando questionados se a indústria possuia tratamento de efluentes todos

eles afirmam possuir o sistema operando. Trata-se de uma demonstração de que os

laticínios já se adaptaram para atender a legislação ambiental e a Instrução

Normativa MAPA no 16/2015 (BRASIL, 2005a). De qualquer forma, o tratamento do

efluente sobrecarrega as estações de tratamento demandando mais tempo e um

custo maior de operação.

Analisando os dados gerados pelos questionários foi identificado que dos

laticínios que responderam ao questionário, 67 geram e/ou utilizam soro de leite

doce, 27 leite ácido e 6 deles geram os dois tipos. A aplicação para cada tipo de

soro é diferente.

Os laticínios recebem e processam, no total, cerca de 188.000 mil litros/dia e

são gerados 38.540 mil litros de soro de leite por dia. Um volume relativamente alto

e que, se não aproveitado e tratado de forma adequada, pode trazer diversos

prejuízos ambientais e a exaustão do sistema de tratamento de efluentes.

A maior parte dos laticínios que utilizam o soro na fabricação de alimentos faz

uso do soro de fabricação própria. Apenas trinta e três relatam adquirir soro de leite

de outros fornecedores. Isso representa 3.330 mil litros de soro por dia, que são

retirados de outros laticínios e que são aproveitados para produção de novos

produtos. A partir desse dado podemos verificar que alguns laticínios já estão

adaptados para captação e processamento desse subproduto oriundo de outros

geradores.

Avaliando as formas de aproveitamento do soro de leite informado pelos

laticínios temos que vinte e sete deles não aproveitam o soro de leite para

fabricação de novos produtos, sendo o total produzido descartado no sistema de

de 59

tratamento de efluentes ou usado na alimentação animal. O total de soro gerado e

descartado por esses três laticínios correspondem a 4.200 mil litros de descarte por

mês.

Treze laticínios afirmaram que fazem o aproveitamento parcial do soro de leite

gerado. Sete deles vendem a maior parte do volume (94%) para indústria de

alimentos na forma de soro concentrado e 6% do volume restante é descartado no

sistema de tratamento de efluentes. Outros treze informam que processam

internamente aproximadamente 42% do volume de soro de leite gerado na

fabricação de ricota fresca e os outros 58% restantes são destinados à alimentação

animal.

Sessenta dos laticínios entrevistados relatam que o soro de leite produzido ou

adquirido de outros laticínios é utilizado em sua totalidade. Um dado importante é

que dos cinquenta e quatro dos estabelecimentos entrevistados, vinte e sete deles

informaram que fazem aproveitamento de soro de leite oriundo de outros laticínios e

os outros vinte e sete realizam o aproveitamento do soro de leite gerado na própria

unidade.

Portanto, a partir das unidades avaliadas pode-se verificar que o

aproveitamento de todo volume de soro gerado ainda não ocorre por vários motivos,

dentre eles: (i) distância das pequenas unidades produtoras até os laticínios com

capacidade de aproveitamento; (ii) custo com o transporte; (iii) cuidado dos

pequenos produtores com relação a qualidade do soro gerado, dentre outros.

Além da dispersão territorial, a produção de queijo é caracterizada por

laticínios com estrutura moderna, que seguem os padrões de qualidade

internacionais e por outro lado, outros que produzem queijo de forma artesanal, com

grande dispersão regional, que geram alto custo de captação e normalmente o soro

de leite é tratado como rejeito e lançado nos cursos dos rios sem nenhum tipo de

tratamento. Esses fatores contribuem para que o aproveitamento do soro não seja

feito de forma integral e eficiente por todos os produtores de queijo (CORTEZ, 2015)

e (NEILA, 2013).

de 59

Nem sempre a destinação dada para o soro de leite é a ideal. Ainda assim é

uma boa notícia constatarmos que os produtores estão empenhados em dar uma

destinação adequada e aumentar os seus ganhos com o soro de leite (OLIVEIRA, et

al. 2012), especialmente as grandes empresas. Esta é uma notícia que gera

expectativa de melhora nas questões ambientais, mesmo que estas sejam apenas

20% do total pesquisado (Figura 17).

A destinação do soro de leite para alimentação animal representa uma forma

de utilização com pouca ou nenhuma necessidade de processamento (Figura 15).

Este tipo de dieta é utilizado como estratégia para melhorar o ganho de peso dos

animais e redução dos custos de produção (OLIVEIRA et al.,2012).

Figura 15: Destinação do soro de leite nos laticínios entrevistados.

Os resultados do presente trabalho reforçam que a maior parte dos laticínios

entende a importância do aproveitamento do soro de leite tanto no aspecto de

agregar valor aos alimentos quanto na minimização dos impactos ambientais

causados pelo descarte inadequado desse subproduto.

Quando questionados sobre os processos de avaliação do soro recebido de

outros laticínios todos alegam realizar análises de recepção tais como: pH,

temperatura, estabilidade, densidade, gordura e pesquisa de fraude. Isso sugere que

existe um cuidado com relação a qualidade dos produtos recebidos na unidade

produtora.

▪ Aproveitamento Total

▪ Aproveitamento

Parcial

▪ Descarte ou Doação

de 59

Para o aproveitamento do soro de leite é imprescindível que a qualidade do

produto seja atestada através de análises físico-químicas e microbiológicas. A

qualidade do produto depende diretamente das condições de higiene do

estabelecimento, dos controles de processo, do cuidado com o processamento do

queijo, das condições de temperatura durante a produção e estocagem, dentre

outros.

Cortez realizou estudo em cinquenta laticínios no estado do Rio de Janeiro e

observou, através de avaliações físico-químicas que não existe padronização nos

métodos de fabricação de queijo nas unidades estudadas. Este fato pode nos levar a

concluir em uma falta de controle dos órgãos de inspeção em relação ao uso do soro

de leite. Isso também foi observado no presente estudo, uma vez que as análises

citadas nos questionários não são as mesmas para todos. Alguns produtores

realizam análises físico-químicas e microbiológicas mais completas enquanto outros

realizam análises básicas (CORTEZ, 2013).

Figura 16: Distribuição dos produtos derivados do soro de leite.

Quando questionados sobre os produtos fabricados com aproveitamento do

soro de leite, em escala decrescente, temos: bebida láctea, ricota, creme de ricota,

mistura láctea (soro de leite e leite em pó) e soro concentrado. A bebida láctea

fermentada é uma das mais produzidas na indústria no aproveitamento do soro de

leite. Isto corrobora os resultados obtidos neste trabalho (CORTEZ, 2013).

Supermercados

Indústria

Descarte ou Doação

de 59

Dentre os principais canais de distribuição para a maioria dos laticínios,

cinquenta e três revendem os produtos para supermercados, vinte e sete vendem

para a indústria e os vinte restantes são os laticínios que não aproveitam o soro de

leite (Figura 16).

A partir dos dados obtidos pela aplicação dos questionários foi possível

observar que a maior parte dos laticínios pesquisados tem consciência de que o

aproveitamento do soro de leite na fabricação de novos produtos é rentável além de

trazer benefícios com relação à preservação do meio ambiente.

Figura 17 – Produtores da Indústria de Leite.

Os produtos elaborados com adição de soro ou concentrados de soro de leite

trazem diversos benefícios para a saúde do consumidor tendo em vista o alto valor

nutricional (Figura 18). Além desses produtos tem forte apelo funcional, o

reaproveitamento em muito contribui para a melhoria das águas naturais e atende à

normatização vigente.

de 59

Figura 18 – Uso de soro de leite em produtos lácteos.

de 59

6. CONCLUSÕES

Através da aplicação do questionário por amostragem, foi possível avaliar que

o aproveitamento do soro de leite já faz parte da cultura da maior parte dos laticínios

no Brasil o reconhecem como ingrediente importante para agregar valor a novos

produtos, incrementar a qualidade nutricional dos alimentos e ser utilizado nas

indústrias farmacêutica, biomédica, cosméticos, dentre outros, através de inovação

dos processos produtivos.

A avaliação das respostas do questionário nos apresentou interessante

diagnóstico do aproveitamento de soro de leite no Brasil, demonstrando que os

gestores dos laticínios têm consciência de que a utilização do soro de leite na

fabricação de novos produtos é rentável e traz benefícios com relação à preservação

do meio ambiente.

Os tipos de queijo produzidos no país dão o direcionamento das possíveis

formas de aproveitamento, sendo que no Brasil a maior parte dos queijos é obtida

por coagulação enzimática, resultando em 67% dos laticínios gerando/utilizando

soro de leite doce e aproveitando-o na preparação de bebida láctea (60%), ricota

(20%), soro concentrado (15%) e mistura láctea (soro de leite e leite em pó, 5%) e

destinando primariamente para as redes de supermercados (53%). Ainda há

mercado para o aproveitamento deste subproduto no país, pois 27% dos laticínios

ainda não o aproveitam para fabricação de outros produtos alimentícios, resultando

em destinos menos nobres (sistema de tratamento de efluentes ou doação para

alimentação animal).

Os motivos para o não aproveitamento integral são, principalmente, a

dispersão territorial dos laticínios no país e a diferença estrutural entre as unidades

processadoras. A implantação de unidades de tratamento estrategicamente

localizadas, de modo a melhorar a logística para pré-concentração, coleta e

encaminhamento do soro de leite para tratamento, aumenta o volume de rejeito a

ser tratado e pode aumentar a qualidade do soro de leite a ser reaproveitado. A

de 59

adoção destas estratégias pode ofertar às empresas participantes, maior

competitividade, e, consequentemente, aumento de oferta de postos de trabalho.

O cuidado com a qualidade do soro foi evidenciado neste estudo, com a

totalidade dos laticínios realizando análises no soro obtido de outros fornecedores.

No entanto, ainda não há padronização com relação às análises requeridas.

de 59

7. PERSPECTIVAS FUTURAS

Futuramente, pretende-se a oportunidade de desenvolvimento de um estudo

de bancada, depois protótipo em Campus do IFRJ, para futura implementação de

tratamento de efluente de processamento de leite e outros produtos alimentícios no

IFRJ - Campus Pinheiral, que poderá ser utilizado como laboratório para o

desenvolvimento de inúmeros estudos e servir para aulas práticas nos cursos da

área ambiental da Instituição.

de 59

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de 59

APÊNDICE - ARTIGO CIENTÍFICO

Your manuscript titled "Cheese whey: diagnosis and exploitation in the Brazilian dairy industry" by Cruz, Adriano; Esmerino, Erick; Trindade, Monica; Almada, Rafael; Pimentel, Tatiana; Queiroz, Monica; Guimarães, Jonas; Lorena, Simone; Cristina, Marcia has been submitted online for publication consideration in the Journal of Dairy Science. Because publication in the Journal of Dairy Science requires the time and expertise of at least 2 reviewers, all manuscript authors have a responsibility to review submissions from other authors. We hope that you will help the journal and fulfill this obligation if asked by editors.

Please mention the manuscript ID (JDS.2018-16054) in all correspondence or when calling the office with questions.

M. B. Trindade1, T. C. Pimentel2, J. T. Guimarães3, M. Q. Freitas3, E. A. Esmerino3,

S. L. Quitério1, M. C. Silva1, R. B. Almada1, A. G. Cruz1

1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro (IFRJ), Mestrado Profissional em Ciência e Tecnologia de Alimentos, 20270-021, Rio de Janeiro, Brazil 2 Instituto Federal do Paraná (IFPR), Paranavaí, 87703-536, Paraná, Brazil 3 Universidade Federal Fluminense (UFF), Faculdade de Medicina Veterinária, 24230-340, Niterói, Rio de Janeiro, Brazil

*E-mail address: [email protected] (A.G. Cruz)

ABSTRACT

Este trabalho teve por objetivo realizar um diagnóstico do aproveitamento do soro de

leite por laticínios do Brasil. Foram avaliados 100 laticínios, sendo que a maioria

(80%) estava sob supervisão do Sistema de Inspeção Federal e localizada na região

sudeste e sul (55 e 25%, respectivamente) do país. Grande parte dos laticínios

(67%) gerava e/ou utilizava soro de leite doce e aproveitava totalmente o soro de

leite produzido (60%), indicando que os laticínios já estão adaptados para captação

e processamento desse subproduto. Os produtos em que o soro de leite é mais

aproveitado são: bebida láctea (60%), ricota (20%), soro concentrado (15%) e

mistura láctea (soro de leite e leite em pó, 5%), sendo revendidos para

supermercados (53%) ou outras indústrias (20%). No entanto, 27% dos laticínios

ainda não aproveitam o soro de leite para fabricação de outros produtos

alimentícios, descartando-o no sistema de tratamento de efluentes ou doando para

alimentação animal, sugerindo que ainda há mercado para o aproveitamento desse

subproduto no país.

Key words: soro de leite, laticínios, bebida láctea, subproduto.

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ANEXO

Questionário sobre a utilização de soro em Laticínios

1 – Informações sobre o estabelecimento:

Cidade / Estado:

Qual a capacidade de processamento da unidade: __________ litros/dia

Qual o tipo de soro produzido/recebido?

( ) Soro doce (coalho enzimático) ( ) Soro enzimático (adição de ácidos / bactérias)

Qual o regime de inspeção? ( ) Municipal ( ) Estadual ( ) Federal

( ) Sem inspeção

A empresa possui tratamento de efluente? ( ) Sim ( ) Não

2 – Informações sobre o uso do soro:

Qual o volume de soro produzido: ___________ litros/dia

Qual a quantidade de soro recebido de outros laticínios? _________ litros/dia

Quais os principais fornecedores de soro?

( ) Geração própria ( ) Industrias/Laticínios ( ) Queijeiros (produtor rural)

É feito o controle de qualidade do soro quando recebido de outros

fornecedores?

( ) Sim Quais analises:_______________________________________________

( ) Não

3 – Destino do soro:

Qual o principal destino do soro de leite? Quais os volumes?

( ) Processamento Interno __________ litros/ mês

( ) Venda __________ litros/ mês

( ) Descarte __________ litros/ mês

( ) Doação __________ litros/ mês

Caso o produto seja descartado. Como é feito o descarte pela empresa?

___________________________________________________________________

de 59

No caso de processamento interno, em quais produtos o soro é utilizado? Qual

o volume de soro utilizado? Qual o volume de produto é produzido por mês?

Produto Volume de Soro

Utilizado

Volume Produto/Mês

4 – Distribuição:

Quais os principais canais de distribuição dos produtos derivados do soro?

( ) Supermercados ( ) Restaurantes ( ) Indústria de alimentos ( ) Outros

APROVEITAMENTO DO SORO DE LEITE: DIAGNÓSTICO EM …

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